一种继电保护类元件测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种继电保护类元件测试系统，用于继电保护类元件如继电器、变电器、互感器等的测试。用户管理模块、自动化控制模块、数据采集模块、数据库管理模块，所述用户管理模块包括用户的注册、编辑和用户的登录等功能；所述自动化控制模块用于实现测试的自动化，包括测试系统接口板的控制、测试系统夹具的控制、可编程电压/电流源的控制和产品内部寄存器的访问；所述数据采集模块用于对不同种类的继电保护元件测量参数的采集，本发明针对不同的继保元件选择不同的测试集对产品进行测试，能够对元件进行自动校准，设备定制化程度高，完成当前继保类元件全部电学性能的测试，且易于操作，测试过程自动化程度高，提高了测试效率。
【专利说明】一种继电保护类元件测试系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种继电保护类元件测试系统，用于继电保护类元件如继电器、变电器、互感器等的测试。
【背景技术】
[0003]继电保护一般是指当电力系统发生事故或故障时，通过继电保护元件的动作，断开故障线路或投入备用电源，以尽快断开短路电流保证供电，以减小对电力系统的危害及损失。
[0004]现有的继保测试仪基于嵌入式软件开发环境，通过仪器面板设置电流/电压的输入输出，并通过嵌入式采集模块对继保元件进行检测，测试结果通过液晶屏显示。传统的测试仪存在如下缺点:通用性不强，传统的测试仪仅对独立的继电保护元件进行测试，对于其他种类的继保元件，也需要更换测试仪的种类;传统的测试仪测试由于源精度较低，模拟采集采样率不高，因此测试精度低，不能满足现代继电保护的需求;定制化程度不高，不能满足继保元件辅助性能如LED检测、温度监控等功能的测试;基于脚本语言的开发测试界面不友好，工人操作复杂，无法将测试数据上传至数据库;测试设备不能完成自校准。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种继电保护类元件测试系统，基于一台测试设备完成对不同种类的继电保护元件的测试，且针对不同的继保元件选择不同的测试集对产品进行测试，能够对元件进行自动校准，设备定制化程度高，完成当前继保类元件全部电学性能的测试，且易于操作，测试过程自动化程度高，减少人为参与，提高测试效率。
[0006]本发明技术方案如下:
一种继电保护类元件测试系统，该系统包扩:用户管理模块、自动化控制模块、数据采集模块、数据库管理模块，
所述用户管理模块包括用户的注册、编辑和用户的登录等功能；
所述自动化控制模块用于实现测试的自动化，包括测试系统接口板的控制、测试系统夹具的控制、可编程电压/电流源的控制和产品内部寄存器的访问；
所述数据采集模块用于对不同种类的继电保护元件测量参数的采集，包括产品电压余度(VHR)检测、产品吸合状态的检测、产品吸合时间的检测、产品本身测量功能的检测、产品数字输入输出的检测，其中VHR电压检测主要用来判别产品的工作电压是否在正常的区间内，产品吸合状态产品吸合时间的检测主要判定被测装置在不同的外界电流/电压注入时，其吸合状态及吸合时间是否满足标准；
所述数据库存储管理模块用于对采集后的数据的后续处理，包括数据备份、数据的录入、数据的查询及数据的删除、添加、修改功能。
[0007]作为优选的，所述数据采集模块还包括产品LED显示功能的检测、产品的温度检测，所述LED显示功能是指产品在不同的工作状态下，自带的LED呈现不同的颜色标记，通LED检测板监控LED的颜色、亮度用以判定产品的吸合状态，所述产品的温度检测用以验证产品自带温度检测功能是否正常。
[0008]作为优选的，所述产品温度检测的方式是，系统通过温控器和铂热电阻完成产品温度的采集，同时访问产品寄存器中存储的温度值，将采集到的数值与存储的温度值进行比较。
[0009]作为优选的，所述产品的吸合状态和吸合时间的检测主要用来判定被测产品在不同的外界电流/电压注入时，该被测产品的吸合状态和吸合时间是否满足标准，测试系统通过双采集通道分别采集注入电流/电压的波形及产品吸合的状态波形，测量出两者的时间差即为吸合时间。
[0010]作为优选的，所述产品本身测量功能的检测的方式是对待测产品注入电流，产品自带的测量功能将测得的数据存入产品内部的寄存器中，系统通过其他测量仪器测出该电流值，将所得的数据与之前存入寄存器中的数据作比较，若两者差值不在规定的范围，系统则将差值作为补偿值存入寄存器，实现对产品本身测量功能的校准。
[0011]作为优选的，所述用户管理模块还包括对用户的操作权限进行等级的划分，分为操作工、技师和工程师三个等级，其中操作工具有选择产品型号和运行相应程序的权限，技师除了具有操作工的权限外，还具有访问特性曲线的权限，工程师除了具有技师的权限外还具有编辑测试序列和测试数据上下线的权限。
[0012]作为优选的，所述自动化控制模块中测试系统接口板的控制包括选择测试通道，对待测产品的数字输入端口的设置，所述可编程电压/电流源的控制包括控制对待测产品注入的电压/电流的类型、级别，所述电流采用恒流源。
[0013]作为优选的，所述自动化控制模块中测试系统夹具的控制包括使用夹具对待测产品进行夹取、移动、连接和释放等操作，所述自动化控制模块中测试系统夹具的控制还包括辅助测试工具的连接。
[0014]作为优选的，所述自动化控制模块中产品内部寄存器的访问主要用于测试时对产品的参数设置，包括吸合电流阈值、吸合时间时延、校准值及数字输出状态的设置。
[0015]作为优选的，所述继电保护类元件测试系统基于图形化的LabVIEW软件平台，通过TCP/IP协议控制电源实现模拟激励电压/电流，通过模拟采集卡监控继保产品的VHR、吸合时间、吸合状态，通过Modbus协议访问设置待测产品寄存器的状态，验证产品的输入输出功會K。
[0016]本发明有益效果在于:I)通用性强，通过配置文件可以选择不同的测试序列，用以对不同的继保元件进行测试;2)数据采集内容丰富、精度高，采用恒流源和高精度仪器对继电产品的测试性能进行测试，恒流源具有宽频谱、高精度且相应速度快、恒流精度高的优点，因而测试结果准确，且能够自动对继电产品进行校准;3)自动化程度高，系统通过自动化控制模块实现测试系统接口板、测试夹具、电压电流的控制，测试效率高;4)定制化程度高，除了继电产品的电学性能外，还可以对产品LED显示、温度等辅助性能进行测试;5)通过数据库管理模块将测试结果自动保存、上传至数据库、便于数据的追溯及远程访问；6)基于图形化的LabVIEW软件平台，界面友好，易于操作。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例一种继电保护类元件测试系统的示意图。
[0018]图2是本发明使用方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0020]参阅图1本发明一种继电保护类元件测试系统的示意图。
[0021]—种继电保护类元件测试系统，该系统包扩:用户管理模块、自动化控制模块、数据采集模块、数据库管理模块，
所述用户管理模块包括用户的注册、编辑和用户的登录等功能；
所述自动化控制模块用于实现测试的自动化，包括测试系统接口板的控制、测试系统夹具的控制、可编程电压/电流源的控制和产品内部寄存器的访问；
所述数据采集模块用于对不同种类的继电保护元件测量参数的采集，包括产品电压余度检测、产品吸合状态的检测、产品吸合时间的检测、产品本身测量功能的检测、产品数字输入输出的检测(图1缩写为继保D1功能检测)，所述产品数字输入输出的检测方法是通过设置产品内部寄存器的值以使产品的某些数字输出口输出高电平，用数字采集卡检测该电平是否为高，同样地，产品的输入功能即将产品的数字输入端口置高电平，然后读取对应的寄存器状态是否为高电平；
所述数据库存储管理模块用于对采集后的数据的后续处理，包括数据备份、数据的录入、数据的查询及数据的删除、添加、修改功能。
[0022]所述数据采集模块还包括产品LED显示功能的检测、产品的温度检测，所述LED显示功能是指产品在不同的工作状态下，自带的LED呈现不同的颜色标记，通LED检测板监控LED的颜色、亮度用以判定产品的吸合状态，所述产品的温度检测用以验证产品自带温度检测功能是否正常。
[0023]所述产品温度检测的方式是，系统通过温控器和铂热电阻，优选型号为PT100的铂热电阻，完成产品温度的采集，同时访问产品寄存器中存储的温度值，将采集到的数值与存储的温度值进行比较。
[0024]所述产品的吸合状态和吸合时间的检测主要用来判定被测产品在不同的外界电流/电压注入时，该被测产品的吸合状态和吸合时间是否满足标准，测试系统通过双采集通道分别采集注入电流/电压的波形及产品吸合的状态波形，测量出两者的时间差即为吸合时间。
[0025]所述产品本身测量功能的检测的方式是对待测产品注入电流，产品自带的测量功能将测得的数据存入产品内部的寄存器中，系统通过其他测量仪器测出该电流值，将所得的数据与之前存入寄存器中的数据作比较，若产品自身测量功能测试的数据不在规定的范围内则测试显示FAIL，设备将进一步对产品进行校准:首先系统控制电流源输出规定电流至产品，同时通过Modbus命令将系统测量设备测得的数据发送至产品寄存器，然后系统发送校准命令至产品，产品即可将偏移值保存至对应的寄存器用来测试的补偿值，从而实现校准的功能。
[0026]所述用户管理模块还包括对用户的操作权限进行等级的划分，分为操作工、技师和工程师三个等级，其中操作工具有选择产品型号和运行相应程序的权限，技师除了具有操作工的权限外，还具有访问特性曲线的权限，工程师除了具有技师的权限外还具有编辑测试序列和测试数据上下线的权限。
[0027]所述自动化控制模块中测试系统接口板的控制包括选择测试通道，对待测产品的数字输入端口的设置，所述可编程电压/电流源的控制包括控制对待测产品注入的电压/电流的类型、级别，所述电流采用恒流源。
[0028]所述自动化控制模块中测试系统夹具的控制包括使用夹具对待测产品进行夹取、移动、连接和释放等操作，所述自动化控制模块中测试系统夹具的控制还包括辅助测试工具，如测试探针的连接。
[0029]所述自动化控制模块中产品内部寄存器的访问主要用于测试时对产品的参数设置，包括吸合电流阈值、吸合时间时延、校准值及数字输出状态的设置。
[0030]所述继电保护类元件测试系统基于图形化的LabVIEW软件平台，测试系统软件用户界面用于实时显示测试数据及特性曲线，便于工程师进行对产品性能的分析，通过TCP/IP协议控制电源实现模拟激励电压/电流，通过模拟采集卡监控继保产品的VHR、吸合时间、吸合状态，通过Modbus协议访问设置待测产品寄存器的状态，验证产品的输入输出功能。
[0031]参阅图2本发明使用方法的流程示意图，其中UUT校验、VIR测量、UUTD1功能验证，分别是待测产品校验功能，电压余度测量，待测产品输入输出功能的检测的缩写。
[0032]以型号为G5接触器为例:步骤一，用户使用账户登录后，软件根据账户的权限显示不同的操作界面；
步骤二，在操作界面选择本次测试的产品类型G5接触器，选择测试序列集包括继保测量功能的检测、modbus功能验证、VHR电压验证、LED显示验证、吸合时间验证，然后设置每个测试项的上下限。如产品校准值范围是[4300,4500]，通过Modbus协议访问产品寄存器型号是G5，VHR电压值范围是[9.5,10.5]，LED在产品吸合状态(注入电流60mA)时颜色为橘色，非吸合状态颜色为绿色，当注入电流为240mA时吸合时间范围是[2，2.5]，设置好上下限后保存退出；
步骤三，选择测试功能进入测试界面，系统感应到待测产品放置到位后，自动扫描待测产品的序列号，判断该序列号是否满足选定的产品型号的命名规则后，测试系统自动运行测试序列进行测试，每项的测试界面在每行的测试结果栏以PASS或FAIL的形式显示；
步骤四，在产品校准测试项，首先程控电源输出不同级别的电流注入产品端，然后系统通过modbus命令对待测产品进行校准，若最终读取的校准值在[4300,4500]范围内，则测试PASS ο同样通过modbus读取对应存储待测产品型号的寄存器的值，若该值为15 (产品型号G5在寄存器的值)则测试PASS。然后通过模拟采集卡采集VHR测试点的电平判定其是否满足范围[9.5，10.5]。再通过电流源注入大于阈值电流60mA的电流至产品，根据测试要求，测试LED显示橘色状态则测试PASS。最后注入电流240mA时，产品将瞬时吸合并测出吸合时间是否满足[2，2.5]。
[0033]步骤五，测试最后软件显示测试结果框，显示总测试结果是否PASS。同时生成Excel格式的测试报告并将测试结果上传至数据库。
[0034]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，本文所定义一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种继电保护类元件测试系统，其特征在于，该系统包扩:用户管理模块、自动化控制模块、数据采集模块、数据库管理模块， 所述用户管理模块包括用户的注册、编辑和用户的登录等功能； 所述自动化控制模块用于实现测试的自动化，包括测试系统接口板的控制、测试系统夹具的控制、可编程电压/电流源的控制和产品内部寄存器的访问； 所述数据采集模块用于对不同种类的继电保护元件测量参数的采集，包括产品电压余度检测、产品吸合状态的检测、产品吸合时间的检测、产品自身测量功能的检测、产品数字输入输出的检测； 所述数据库存储管理模块用于对采集后的数据的后续处理，包括数据备份、数据的录入、数据的查询及数据的删除、添加、修改功能。2.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述数据采集模块还包括产品LED显示功能的检测、产品的温度检测，所述LED显示功能是指产品在不同的工作状态下，自带的LED呈现不同的颜色标记，通LED检测板监控LED的颜色、亮度用以判定产品的吸合状态，所述产品的温度检测用以验证产品自带温度检测功能是否正常。3.根据权利要求2所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述产品温度检测的方式是，系统通过温控器和铂热电阻完成产品温度的采集，同时访问产品寄存器中存储的温度值，将采集到的数值与存储的温度值进行比较。4.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述产品的吸合状态和吸合时间的检测主要用来判定被测产品在不同的外界电流/电压注入时，该被测产品的吸合状态和吸合时间是否满足标准，测试系统通过双采集通道分别采集注入电流/电压的波形及产品吸合的状态波形，测量出两者的时间差即为吸合时间。5.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述产品本身测量功能的检测的方式是对待测产品注入电流，产品自带的测量功能将测得的数据存入产品内部的寄存器中，系统通过其他测量仪器测出该电流值，将所得的数据与之前存入寄存器中的数据作比较，若两者差值不在规定的范围，系统则将差值作为补偿值存入寄存器，实现对产品本身测量功能的校准。6.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述用户管理模块还包括对用户的操作权限进行等级的划分，分为操作工、技师和工程师三个等级，其中操作工具有选择产品型号和运行相应程序的权限，技师除了具有操作工的权限外，还具有访问特性曲线的权限，工程师除了具有技师的权限外还具有编辑测试序列和测试数据上下线的权限。7.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述自动化控制模块中测试系统接口板的控制包括选择测试通道，对待测产品的数字输入端口的设置，所述可编程电压/电流源的控制包括控制对待测产品注入的电压/电流的类型、级别，所述电流采用恒流源。8.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述自动化控制模块中测试系统夹具的控制包括使用夹具对待测产品进行夹取、移动、连接和释放等操作，所述自动化控制模块中测试系统夹具的控制还包括辅助测试工具的连接。9.根据权利要求1所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述自动化控制模块中产品内部寄存器的访问主要用于测试时对产品的参数设置，包括吸合电流阈值、吸合时间时延、校准值及数字输出状态的设置。10.根据权利要求1至9中任意一项所述的一种继电保护类元件测试系统，其特征在于:所述继电保护类元件测试系统基于图形化的LabVIEW软件平台，通过TCP/IP协议控制电源实现模拟激励电压/电流，通过模拟采集卡监控继保产品的VHR、吸合时间、吸合状态，通过Modbus协议访问设置待测产品寄存器的状态，验证产品的输入输出功能。
【文档编号】G01R31/00GK105842560SQ201610176405
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】赵明
【申请人】苏州富恒特信息科技有限公司